سووڕی دیزڵ

سووڕی دیزڵ
لقی	thermodynamic cycle
ناونراوە لەدوای	ڕوودۆلف دیزڵ
لێکۆڵینەوە لەلایەن	تێرمۆدینامیک
Defining formula	$\eta _{th}is[[thermalefficiency]]$
لە ویکیدراوە دەستکاریی زانیارییەکان بکە

سووڕی دیزڵ کرداری سووتان و ئاڵوگۆرکردنی بزوێنەری سووتانی ناوەکییە، لە ناویدا سووتەمەنی دادەگیرسێنرێت بەھۆی ئەو گەرمییەی لەکاتی پەستانی ھەوا لە ژووری سووتان دروست دەبێ، و سووتەمەنی دزە دەکاتە ناویەوە. ئەمە بە پێجەوەنەی سووتانی تێکەڵەی سووتەمەنی-ھەوا کە بەھۆی سپارک پڵەگ(spark plug) وەک لە بزوێنەری ئۆتۆدا ھەیە {چوار ھەنگاو/پترۆل}. بزوێنەری دیزل بەکار دەھێنرێت لە :فڕۆکە، ئۆتۆمۆبیل، مۆلیدەی کارەبا، بزوینەری دیزل و ھەروەھا کەشتی ڕووی دەریا و ژێر دەریا.

سووری دیزڵ وا دادەنرێت کە پەستانەکەی جێگیرە لە بەشی سەرەتایی قۆناغی سووتان ($V_{2}$ بۆ $V_{3}$، لەم ھێڵکارییەکەی خوارەوە) کە ئەمە مۆدێلێکی بیرکاریانەی نموونەیییە: دیزیڵی فیزیکی ڕاستەقینە پەستانەکەی لە بەرزبوونەوە دا دەێت، بەڵام کەمتر ئاماژەی پێ کراوە وەک لە سووری ئۆتۆ. بە پێچەوانەشەوە سووری ئۆتۆی نموونەیی لە بزوێنەری بەنزینیدا پرۆسەی قەبارەکەی بەرەو نەگۆری نزیک دەبیتەوە لەو ماوەیەدا.

سووری دیزڵی نموونەیی

ھێڵکاری (p-V) بۆ سووری دیزڵی نموونەیی. پەیرەوی ٤ ھەنگاو دەکات بە ئاراستەی میلی کاتژمێر.

وەک لە وێنەکەدا دیارە ھێڵکاری (p-V) پیشان دەدا بۆ سووری دیزڵی نموونەیی. کاتێک (p) پەستانە و (V) قەبارەیە، یاخود ($v$)قەبارەی دیاری کراو -جۆری-، ئەگەر کردارەکە لەسەر بنەمای یەکەی بارستایی دابنرێت.

بە سووری دیزڵی نموونەیی دادەنرێت بە بەکارھێنانی گازی نموونەیی و پشتگوێ خستنی سووتانی کیمیایی، ئەگزۆز و کرداری دووبارە بارگاوی کردن،

شوێن چوار کرداری جیاواز دەکەوێ:-

• ١←٢ ئایزۆنترۆپیک (isentropic)، پەستانی ماددە شلەکە (بە ڕەنگی شین ھێما کراوە)
• ٢←٣ ڕەڤێرسەبڵ (reversible) -کرداری پێچەوانە-، نەگۆڕی پەستانی گەرمکراو (بە ڕەنگی سوور ھێما کراوە)
• ٣←٤ ئایزۆنترۆپیک (isentropic) فراوانبوون (بە ڕەنگی زەرد ھێما کراوە)
• ٤←١ ڕەڤێرسەبڵ (reversible) -کرداری پێچەوانە- نەگۆری قەبارەی ساردکراو (بە ڕەنگی سەوز ھێما کراوە)

بزوێنەری دیزڵ بزوێنەری گەرمییە:- گەرمی دەگۆرێت بۆ ئیش. لە ماوەی پرۆسێسی ئایزۆنترۆپیکی خوارەوا (کە بە ڕەنگی شین ھیما کراوە)، وزە دەگوازرێتەوە لە شێوەی ئیش (Win)، بەڵام بەپێی پێناسەی ئایزۆنترۆپیک (isentropic) ھیچ وزەیەک ناگوازرێتەوە بۆ ناوەوە یان دەرەوەی سیستەمەکە لە شیوەی گەرمی.

لە ماوەی پرۆسیسی نەگۆری پەستان (-isobaric-، کە بە ڕەنگی سوور ھێما کراوە) وزە دەچێتە سیستەمەکە لە شێوەی گەرمی (Qin). لە ماوەی پرۆسێسی ئایزۆنترۆپیکی سەرەوە (کە بە ڕەنگی زەرد ھێما کراوە) وزە دەگوازرێتەوە دەرەوەی سیستەمەکە لە شێوەی ئیش(Wout)، بەڵام بەپێی پێناسەی ئایزۆنترۆپیک (isentropic) ھیچ وزەیەک ناگوازرێتەوە بۆ ناوەوەی یان دەرەوەی سیستەمەکە لە شیوەی گەرمی.

لە ماوەی پرۆسێسی نەگۆری قەبارەیی(-isochoric-، کە بە ڕەنگی سەوز ھێما کراوە)، بەشێک لە وزە دەچێتە دەرەوەی سیستەمەکە لە ڕێگەی کرداری (depressurizing)، بە شێوەی (Qout). ئەو ئیشەی لە سەستەمەکە دەچێتە دەرەوە یەکسانە بەو ئیشەی کە دەچێتە سیستەمەکە لەگەڵ جیاوازی نێوان ئەو گەرمییەی چووەتە سیستەمەکە و ئەوەی لیی دەرچوە؛ بە واتایەکی تر، پوختەی کاری دەسکەوتوو یەکسانە جیاوازی نێوان گەرمی زیادکراو و ئەو گەرمییەی سیستەمەکەی جێھێشتوە.

• ئەو ئیشەی دەچێتە ناو سیستەمەکە (Win) لە ڕێگەی پیستنەوە ڕوو دەدا بەھۆی پەستاوتنی ھەوا.
• گەرمی تێچوو (Qin) بەھۆی پەستاوتنی سووتەمەنییەکەوە دروست دەبێ
• ئیشی دەرچوو (Wout) بەھۆی کرداری تەقینەوەی شلەکە و پاڵنانی پیستنەوە ڕوودەدات
• گەرمی دەرچوو (Qout) بەھۆی بەتاڵکردنەوەی ھەواکەوە ڕوودەدات
• پوختەی کاری دەسکەوتوو= گەرمیی تێچوو (Qin) – گەرمیی دەرچوو (Qout)

·

*پوختەی کاری دەستکەوتوو بە ڕووبەر پیشان دەدرێت بەپێی سوورەکە لە ھێڵکارییەکەدا. پوختەی کاری دەستکەوتوو لە ھەر سوورێک بە کاری سوودبەخش ناو دەنرێت، کە دەتوانرێت بگۆردرێت بۆ چەندین جۆری تری وزە و پاڵنانی گالیسکە (جووڵە وزە) یان بەرھەمھێنانی وزەی کارەبا.

کۆکراوەی چەندین سووری لەو شێوەیە لە یەکەی کاتتدا بە توانای پێشکەوتوو(developed power) ناو دەبردرێت. ھەروەھا ($W_{out}$) بە کاری تێکرایی (gross work) دادەنرێت، ھەندێکیان بەکار دەھێنرێن لە سووڕی داھاتووی مەکینەکە تا بارگەی داھاتووی ھەوا بپەستێت.

بەرزترین توانای گەرمی

بەرزترین توانای گەرمی بۆ سووری دیزڵ پەیوەستە بە ڕێژەی پەستان و ڕێژەی (cut-off)(ڕێژەی نێوان قەبەرەی سەرەتا و کۆتایی قۆناغی سووتانە).

ئەو ھاوکێشانەی خوارەوەی ھەیە کە لەژێر ھەوای ساردی پێوانەیی شیکراوەتەوە:-

$\eta _{th}=1-{\frac {1}{r^{\gamma -1}}}\left({\frac {\alpha ^{\gamma }-1}{\gamma (\alpha -1)}}\right)$

بە بەراوردکردنی دوو ھاوکێشەکە دەبینرێت بۆ ڕێژە پەستانێکی دیاری کراو (r) سووری دیزڵی نموونەیی کاراتر دەبێت. لەگەڵ ئەوەشدا سووری دیزڵی ڕاستەقینە بە گشتی کاراتر دەبێک کاتێک کە توانای ھەبێت لە بەرزترین ڕێژەی پەستان کاربکات. ئەگەر بزوێنەریێکی بەنزینی ھەمان ڕێژەی پەستانی ھەبێت، ئەوکاتە لێدان (سووتاندنی-سووتانی-خودی) لەوانەیە ڕووبدات و بەمەش لەوانەیە تواناکەی کەمبکات، کەچی لە بزوێنەرێکی دیزل، داگیرساندنی (سووتانی) خودی کردارێکی ئارەزووکراوە.

سەرباری ئەمە، ھەردوو سووڕەکە پرۆسەیەکی نموونەین(idealizations)، و ڕەفتاری ڕاستەقینە دەرناخەن بە ئاشکرا یان بە ڕوونی. سەرەرای ئەوەش ھاوکێشەی سووری دیزڵی نموونەی ڕوونی دەکاتەوە کە (throttling losses) ناگرێتەوە، کە لە سووری دیزڵ بەکارناھێنرێت.

کاتێک

$\eta _{th}$ بریتییە لە توانای گەرمی

$\alpha$ بریتییە لە ڕێژەی (cut-off)(${\frac {V_{3}}{V_{2}}}$)).(ڕێژەی نێوان قەبەرەی سەرەتا و کۆتایی قۆناغی سووتانە)

r ڕێژەی پەستان ${\frac {V_{1}}{V_{2}}}$

$\gamma$ بریتییە لە ڕێژەی گەرمی دیاریکراو (C_p/C_v)

ڕێژەی (cut-off) دەتوانێت دەر ببڕدرێت بەگوێرەی پلەی گەرمی ھەروەک لەخوارەوە ڕوون کراوەتەوە:-

${\frac {T_{2}}{T_{1}}}={\left({\frac {V_{1}}{V_{2}}}\right)^{\gamma -1}}=r^{\gamma -1}$

$\displaystyle {T_{2}}={T_{1}}r^{\gamma -1}$

${\frac {V_{3}}{V_{2}}}={\frac {T_{3}}{T_{2}}}$

$\alpha =\left({\frac {T_{3}}{T_{1}}}\right)\left({\frac {1}{r^{\gamma -1}}}\right)$

$T_{3}$ دەتوانرێت وەک ھاوتای گەرمی گڕ(بڵێسەیی) سووتەمەنی بەکارھاتوو دابنرێت.

گەرمی گڕ(بڵێسە) ش دەتوانرێت ھاوتای گەرمی گڕ(بڵێسە) ی نەگۆر بێت بۆ سووتەمەنی کە بەرامبەر دەبێت لەگەڵ ڕێژەی ھەوا-بۆ-سووتەمەنی لەگەڵ فشاری پەستان $p_{3}$ .

$T_{1}$ دەتوانرێت ھاوتای گەرمیی ھەوای تێچوو بێت.

ئەم ھاوکێشەیە تەنھا توانای گەرمیی نموونەیی پیشان دەدات.

توانای گەرمیی ڕاستەقینە بە دڵنیایەوە کەمتر دەبێت بەھۆی گەرمیی و زیانی لێخشاندن. ھاوکێشەکە ئاڵۆزترە لە سووری ئۆتۆ(بزوێنەری پترۆڵ/گازۆلین) پەیوەندییەکە ئەم ھاوکێشەیەی ھەیە:

$\eta _{otto,th}=1-{\frac {1}{r^{\gamma -1}}}$

ئاڵۆزی زیاتر بۆ ھاوکێشەی دیزڵ دێت لە کارتی گەرمی خستنە سەر لە پەستانی نەگۆر و ڕەتکردنەوەی گەرمی لە قەبارەی نەگۆر. سووری دیزڵ بە بەراوردکردن، خستنە سەری گەرمی و ڕەتکردنەوەی ھەیە لە قەبارەی نەگۆر

بەکارھێنانەکان

بزوێنەری دیزڵ

بزوێنەری دیزڵ کەمترین بەکارھێنانی سووتەمەنی دیاریکراوی ھەیە. لە بزوێنەری سووتانی ناوەکییە گەورەکان بە بەکارھێنانی سووڕی تاک، (٠٫٢٦lb/hp·h)(0.16kg/kWh) بۆ بزوێنەری دەریای زۆر گەورە (کۆکردنەوەی cycle power plants زۆر کاراترن، بەڵام دوو بزوێنەر بەکاردەھێنرێت لە جیاتی یەک). دیزڵی دوو-ھەنگاو لەگەڵ فشاری زۆر و ھاندەری زۆر لێکرد، بە تایبەتی توربۆچارجینگ(Turbocharging)، ڕێژەی سەدی گەورە دروست دەکات بۆ گەورەترین مەکینەی دیزڵ.

لە باکووری ئەمریکا بزوێنەری دیزڵ لە لۆرییە گەورەکان بەکاردێت کە فشاری-نزمە و توانای-بەرزە کە دەبێتە ھۆی درێژی تەمەنی بزوێنەرەکە و خەرجی کەم. ئەو سوودانە وادەکات کە بزوێنەری دیزڵی نموونەی بەکار بھێنرێت بۆ ڕێگای ئاسنینی (راکێشانی-قورس) و ڕێگای گواستنەوە لە ڕووی زەوی.

بزوێنەری تری سووتانی ناوەکیی بەبێ سپارک پڵەگ(spark plugs)

زۆرێک لە مۆدێلی فرۆکەکان بزوێنەری سادەی "درەوشاوە-glow-" و "دیزڵ-diesel-" بە کار دەھێنن.

مەکینەی درەوشاوە پلاکی دراوشاوە بەکار دەھێنن.

فرۆکەی مۆدێلی بزوێنەری دیزڵی "diesel" ڕێژەی پەستانی گۆراویان ھەیە. ھەردوو جۆرەکە پشت بە سووتەمەنی تایبەت دەبەستن.

نزیکی سەدەی ١٩ و زوتریش… بزوێنەری ئەزموونی گڕ(بڵێسە) ی دەرەکیان بەکار دەھێنا، بەھۆی ڤاڵڤەوە(valves) خستیانە ڕوو، بۆ داگیرساندن، بەڵام لەگەڵ بەرزبوونەوەی پەستان کەمتر سەرنجراکێش دەبوو. (ئەمە لێکۆڵینەوەی Nicolas Léonard Sadi Carnot بوو کە بەھای ثێرمۆ داینەمیکی دامەزراند بۆ پەستان).

دەرکەوتنی مێژوویی یاخود دەستکەوتی مێژوویی ئەوە بوو کە

بزوێنەری دیزڵی دروستبوو بەبێ یارمەتی کارەبا.

سەرچاوەکان

• Eastop & McConkey 1993, Applied Thermodynamics for Engineering Technologists, Pearson Education Limited, Fifth Edition, p.137
• http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/diesel.html